EVOLUCE GENOMU
Příroda
KOMUNIKACE
Sekvence genomu odhalují globální cesty šíření a naznačují konvergentní genetické adaptace v evoluci mořských koní
PacBio |Illumina |Ahoj-C |WGS |Genetická rozmanitost |Demografická historie |Tok genů
Sekvenování Pacbio, sestavení genomu de novo a anotační služby poskytla společnost Biomarker Technologies.
Zvýraznění
1. Byl získán vysoce kvalitní genom mořského koníka na úrovni chromozomů (Hippocampus erectus) s kontigem N50 o velikosti 15,5 Mb.
2. Celkem bylo resekvenováno 358 genomů 21 druhů mořských koní z celého světa.
3. Mořští koníci se vyvinuli v pozdním oligocénu a jsou identifikovány následné cirkum-globální kolonizační cesty a jsou spojeny s měnící se dynamikou oceánských proudů a paleotemporálních mořských otvorů
4.Genetický základ opakujícího se adaptivního fenotypu „kostnaté páteře“ je spojen s nezávislými substitucemi v klíčovém vývojovém genu.
5. Rafting přes oceánské proudy kompenzuje špatné rozptýlení a rychlá adaptace usnadňuje kolonizaci nových stanovišť
Úspěchy
Obr. 1 Genetická diverzita a fylogenetické vztahy 358 exemplářů mořských koníků
AZeměpisná místa odběru vzorků mořských koníků se vzory nukleotidové diverzity (π) 21 druhů mořských koníků na 22 chromozomech.b Sousední strom zkonstruovaný s celogenomovými SNP 358 mořských koníků.Symboly kolíků umístění v (a) a pozadí větve v (b) si navzájem odpovídají.
Obr. 2 Kolonizace a demografická historie mořských koníků
AOdhady fylogenetického stromu a času divergence pro 21 druhů mořských koníků.Tloušťka vedlejší linie odpovídá odhadům velikosti populace (Ne) a barvy označují různé linie.Symboly I–III označují kalibrační body.b–d Předpokládané cesty kolonizace (barevné šipky) mořských koníků na základě času divergence, distribuce, událostí vikariance a oceánských proudů (bílé šipky).b Indoaustralské souostroví bylo centrem původu (červené označení) rodu Hippocampus, než se mořští koníci diverzifikovali a rozptýlili globálně 18–23 Ma.c Mořští koníci zpočátku kolonizovali Atlantický oceán přes otevírací tethyanskou námořní cestu, která po svém uzavření (konečná událost během 7–13 Ma) oddělila tuto tethyanskou linii od její sesterské linie v Indickém oceánu.Ta se následně rychle diverzifikovala (žluté označení) v Arabském moři a vytvořila druhé centrum diverzifikace mořských koníků.d Druhá kolonizační událost mořských koní v Atlantském oceánu se odehrála z Indického oceánu asi 5 milionů let, když proplula jihoafrický cíp a nakonec dorazila do východního Tichého oceánu přes stále otevřenou panamskou mořskou dráhu přibližně 3,6 milionů let.
Obr. 3 Tok genů a fluktuace efektivní velikosti populace
ATok genů zjištěný mezi druhy obývajícími jižní Atlantský oceán.Tok genů je zobrazen poblíž bílých čar jako rychlost migrace odvozená pomocí G-PhoCS.Tloušťka a směr šipek odpovídají rychlosti a směru toku genu.b Kolísání efektivní velikosti populace podle PSMC.Osa x představuje čas v letech před současností, zatímco osa y představuje efektivní velikost populace.Tabulky jsou uspořádány hlavně podle geografického rozšíření pro každý z druhů s různými oblastmi rozšíření.c Změna hladiny moře za poslední 1 milion let v metrech33.Žlutá čára označuje poslední globální meziledový vrchol, zatímco azurový odstín označuje poslední období ledového maxima.
Obr. 4 Vývoj trnů.
AVlevo, strom druhů zobrazující nezávislý vývoj trnů u mořských koníků.Délka větve udává počet substitucí na místo.Čtyři druhy ostnatých mořských koníků jsou zvýrazněny modře.Silnější větve odpovídají vyššímu počtu nesynonymních až synonymních substitucí (dN/dS) genu bmp3.Kanonický a generalizovaný McDonaldův a Kreitmanův test (MKT) pro gen bmp3 byl proveden pro tři párové sesterské druhy s divergentními ostnatými a neostnatými rysy zvýrazněnými barvami pozadí, jejichž hladiny významnosti byly označeny hodnotou p s modrým a červeným písmem.Vpravo, porovnání substitucí aminokyselin v proteinu bmp3, polymorfních a pevných substitucí u ostnatých mořských koníků je označeno červenými a modrými kroužky.b Distribuce hodnot dN/dS v bmp3 u ostnatých mořských koníků ve srovnání s neostnatými druhy.c Nezávislá evoluce ve fylogenetickém stromu rekonstruovaném pro protein kódovaný bmp3.d Hybridizace bmp3 v Hippocampus erectus in situ s úplnou montáží.
Odkaz
Li C a kol.Sekvence genomu odhalují globální cesty šíření a naznačují konvergentní genetické adaptace v evoluci mořských koní.Nat Commun.17. února 2021; 12 (1): 1094.
Novinky a hlavní události si klade za cíl sdílet nejnovější úspěšné případy s Biomarker Technologies, zachycovat nové vědecké úspěchy i prominentní techniky použité během studie.
Čas odeslání: leden-06-2022